Bài 20: Dòng điện Xoay Chiều Và Máy Phát điện Xoay Chiều - VOH

Table of Contents

• I. Dòng điện xoay chiều
• II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều trong máy phát điện xoay chiều
• III. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều
  • 1. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều
  • 2. Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều
• Hướng dẫn giải câu hỏi sách tài liệu
• Bài tập luyện tập dòng điện xoay chiều và máy phát điện xoay chiều của trường Nguyễn Khuyến
  • 1. Trắc nghiệm
  • 2. Tự luận

I. Dòng điện xoay chiều

Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm, hoặc ngược lại đang làm giảm mà chuyển sang tăng.

Dòng điện luân phiên đổi chiều được gọi là dòng điện xoay chiều.

II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều trong máy phát điện xoay chiều

1. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín:

1 cuộn dây dẫn kín có 2 bóng đèn LED mắc song song ngược chiều vào kim nam châm , giá để kim nam châm.

Đăt nam châm trước cuộn dây dẫn kín có thể quay được quanh một trục thẳng đứng

2. Cho cuộn dây dẫn quay trong từ trường nam châm:

Kết luận:

Trong các máy phát điện xoay chiều, để số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín luân phiên tăng, giảm.

Hai đèn LED liên tục thay nhau sáng và tắt (nhấp nháy). Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng liên tục luân phiên nhau thay đổi chiều. Khi cho cuộn dây kín quay trong từ trường của nam châm hoặc cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn

III. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều

1. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính:

• Nam châm tạo ra từ trường( nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu
• Cuộn dây dẫn tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều

Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận chuyển động quay gọi là rôto

2. Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều

Nguyên tắc: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Hoạt động: Khi rôto quay, số đường sức từ xuyên qua cuộn dây dẫn quấn trên stato biến thiên (tăng, giảm và đổi chiều liên tục). Giữa hai đầu cuộn dây xuất hiện một hiệu điện thế. Nếu nối hai đầu của cuộn dây với mạch điện ngoài kín, thì trong mạch có dòng điện xoay chiều.

Hướng dẫn giải câu hỏi sách tài liệu

HĐ1: Trang 135-136 ( STL)

Trường hợp nam châm lại gần thì số đường sức từ qua cuộn dây tăng lên, và chỉ đèn màu đỏ sáng.

Trường hợp nam châm ra xa thì số đường sức từ qua cuộn dây giảm đi, và chỉ đèn màu vàng sáng.

Chiều dòng điện trong cả hai trường hợp là ngược nhau.

Nếu lần lượt, liên tục đưa nam châm lại gần hoặc ra xa thì các đèn luân phiên sáng, tắt.

HĐ2: Trang 136-137 ( STL)

Khi nam châm quay đến trước cuộn dây (hình H20.6b, c sgk) thì số đường sức từ qua cuộn dây tăng lên. Và khi cực từ của nam châm quay ra xa cuộn dây (hình H20.6c sgk) thì số đường sức từ qua cuộn dây giảm.

Khi các cực từ của nam châm luân phiên quay đến gần rồi ra xa cuộn dây thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây luân phiên đổi chiều.

Khi nam châm quay đến trước cuộn dây (hình H20.6b, c sgk) thì số đường sức từ qua cuộn dây tăng lên. Và khi cực từ của nam châm quay ra xa cuộn dây (hình H20.6c sgk) thì số đường sức từ qua cuộn dây giảm.

Khi các cực từ của nam châm luân phiên quay đến gần rồi ra xa cuộn dây thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây luân phiên đổi chiều.

HĐ3: Trang 137 ( STL)

Khi cuộn dây ở vị trí nằm ngang thì không có đường sức từ nào đi qua cuộn dây, khi cuộn dây ở vị trí thẳng đứng thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây nhiều nhất.Vậy khi quay từ vị trí nằm ngang đến vị trí thẳng đứng thì số đường sức từ qua cuộn dây tăng dần và ngược lại khi quay từ vị trí thẳng đứng đến vị trí nằm ngang thì số đường sức từ qua cuộn dây giảm dần.

Khi cuộn dây quay trong từ trường của nam châm thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây luân phiên tăng rồi giảm làm xuất hiện dòng điện cảm ứng luân phiên đổi chiều nên người ta gọi là dòng điện xoay chiều.

HĐ4: Trang 138 ( STL)

Dòng điện xoay chiều trong mạng điện gia đình ở nước ta có tần số 50 Hz.Dòng điện luân phiên đổi chiều bao nhiêu lần trong mỗi giây?

Trong một giây dòng điện đổi chiều 50.2 = 100 lần.

HĐ7: Trang 139 ( STL)

Các bộ phận chính của dynamo:

• Nam châm vĩnh cửu: là Rôto.
• Cuộn dây: là stato.

Vì cuộn dây đứng yên nên không cần bộ góp điện. Dòng điện do máy phát ra là dòng điện xoay chiều.

Bài tập luyện tập dòng điện xoay chiều và máy phát điện xoay chiều của trường Nguyễn Khuyến

1. Trắc nghiệm

Câu 1: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một cuộn dây dẫn kín là dòng điện xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây

1. liên tục tăng.
2. liên tục giảm.
3. luân phiên tăng, giảm.
4. giữ nguyên không đổi.

Câu 2: Để tạo ra dòng điện xoay chiều trong máy phát điện xoay chiều, người ta dùng:

1. chuyển động dao động của nam châm trước cuộn dây dẫn.
2. chuyển động quay của nam châm hoặc cuộn dây dẫn.
3. chuyển động thẳng tới lui của nam châm trước cuộn dây dẫn.
4. chuyển động thẳng tới lui của cuộn dây dẫn trước nam châm.

Câu 3: Các bộ phận mà một máy phát điện xoay chiều luôn phải có là

1. nam châm và cuộn dây dẫn.
2. nam châm, cuộn dây dẫn và bộ góp.
3. nam châm và bộ góp.
4. cuộn dây dẫn và bộ góp.

Câu 4: Chọn câu phát biểu đúng :

1. Dòng điện xoay chiều rất giống dòng điện một chiều của pin
2. Dòng điện xoay chiều rất giống dòng điện một chiều của acquy
3. Dòng điện xoay chiều có chiều thay đổi.
4. Dòng điện xoay chiều có chiều luân phiên thay đổi.

Câu 5: Các thiết bị nào sau đây không sử dụng dòng điện xoay chiều ?

1. Máy thu thanh dùng pin.
2. Bóng đèn dây tóc mắc vào điện nhà 220V
3. Tủ lạnh.
4. Ấm đun nước

Câu 6: Thiết bị nào sau đây có thể hoạt động tốt đối với dòng điện một chiều lẫn dòng điện xoay chiều?

1. Đèn điện.
2. Máy sấy tóc.
3. Tủ lạnh.
4. Đồng hồ treo tường chạy bằng pin.

Câu 7: Điều nào sau đây không đúng khi so sánh tác dụng của dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều ?

1. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều có khả năng trực tiếp nạp điện cho ắcquy.
2. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều toả ra nhiệt khi chạy qua một dây dẫn
3. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều có khả năng làm phát quang bóng đèn.
4. Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều gây ra từ trường .

Câu 8: Chọn phát biểu đúng về dòng điện xoay chiều:

1. Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ yếu hơn dòng điện một chiều.
2. Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt yếu hơn dòng điện một chiều.
3. Dòng điện xoay chiều có tác dụng sinh lý mạnh hơn dòng điện một chiều.
4. Dòng điện xoay chiều tác dụng một cách không liên tục.

Câu 9: Nếu hiệu điện thế của điện nhà là 220V thì phát biểu nào là không đúng ?

1. Có những thời điểm , hiệu điện thế lớn hơn 220V
2. Có những thời điểm , hiệu điện thế nhỏ hơn 220V.
3. 220V là giá trị hiệu dụng. Vào những thời điểm khác nhau, hiệu điện thế có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn hoặc bằng giá trị này.
4. 220V là giá trị hiệu điện thế nhất định không thay đổi

Câu 10: Một đoạn dây dẫn quấn quanh một lõi sắt được mắc vào nguồn điện xoay chiều và được đặt gần 1 lá thép . Khi đóng khoá K , lá thép dao động đó là tác dụng

1. Cơ
2. Nhiệt.
3. Điện.
4. Từ

2. Tự luận

Bài 1: Nêu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều trong máy phát điện xoay chiều.

Nêu hai bộ phận chính của một máy phát điện xoay chiều. Dựa vào đâu để ta gọi một bộ phận là stato, bộ phận còn lại là rôto?

Trong dynamo xe đạp (hình H20.14), người ta dùng nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện?

Bộ phận nào là rôto, stato? Dạng năng lượng nào, từ đâu được chuyển hóa thánh điện năng sinh ra bởi dynamo xe đạp?

Bài 2:

Khi dùng đồng hồ đo điện đa năng có kim chỉ thị (hình H21.15) để đo hiệu điện thế của một đoạn mạch điện xoay chiều, đồng hồ này có cần gắn pin vào mới hoạt động được hay không? Hãy kiểm tra trong thực tiễn câu trả lời của em?

TRẮC NGHIỆM:

TỰ LUẬN:

Bài 1:

Trong máy phát điện xoay chiều, để số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín luân phiên tăng, giảm và trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều, người ta cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm hoặc cho nam châm quay trước cuộn dây.

Hai bộ phận chính của máy phát điện xoay chiều:

• Nam châm: tạo ra từ trường
• Cuộn dây dẫn: để tạo ra dòng điện. Tùy vào loại máy phát mà nam châm hoặc cuộn dây quay, bộ phần nào quay gọi là rôto, bộ phận nào đứng yên gọi là stato.

Trong dynamo xe đạp thì cơ năng được chuyển hóa thành điện năng.

Bài 2: Đồng hồ đa năng có kim chỉ thị không cần pin vẫn đo được cường độ dòng điện và hiệu điện thế. Chỉ khi nào đo điện trở mới cần pin.

Giáo Viên: Lê Thị Mộng Trinh

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến